地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、-. z.土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)巖土工程綜合課程設(shè)計(jì)專業(yè)名稱：巖土工程年級(jí)班級(jí)：1202班學(xué)生：祝陸彬指導(dǎo)教師：馬理工大學(xué)土木工程學(xué)院二一五年六月-. z.目錄TOC o 1-4 h u HYPERLINK l _Toc11294 第1章 柱下獨(dú)立根底設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc11294 1 HYPERLINK l _Toc3042 1.1 設(shè)計(jì)題目 PAGEREF _Toc3042 1 HYPERLINK l _Toc30972 1.2設(shè)計(jì)資料 PAGEREF _Toc30972 1 HYPERLINK l _Toc32105 1.2.1 地形 PAGEREF _Toc32105 1 HY

2、PERLINK l _Toc31270 1.2.2工程地質(zhì)條件 PAGEREF _Toc31270 1 HYPERLINK l _Toc24147 1.2.3根底設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) PAGEREF _Toc24147 1 HYPERLINK l _Toc31051 1.2.4水文地質(zhì)條件 PAGEREF _Toc31051 1 HYPERLINK l _Toc3546 1.2.5 上部構(gòu)造資料 PAGEREF _Toc3546 2 HYPERLINK l _Toc11261 1.3 柱下獨(dú)立根底設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc11261 3 HYPERLINK l _Toc22932 1.3.1 選擇

3、根底材料 PAGEREF _Toc22932 3 HYPERLINK l _Toc9855 1.3.2 選擇根底埋置深度 PAGEREF _Toc9855 3 HYPERLINK l _Toc13723 1.3.3 求地基承載力特征值 PAGEREF _Toc13723 3 HYPERLINK l _Toc479 1.3.4 初步選擇基底尺寸 PAGEREF _Toc479 4 HYPERLINK l _Toc24250 1.3.5 驗(yàn)算持力層地基承載力 PAGEREF _Toc24250 4 HYPERLINK l _Toc14312 1.3.6 計(jì)算基底凈反力 PAGEREF _Toc14

4、312 5 HYPERLINK l _Toc32526 1.3.7根底高度采用階梯形根底 PAGEREF _Toc32526 5 HYPERLINK l _Toc3003 1.3.8 變階處抗沖切驗(yàn)算 PAGEREF _Toc3003 6 HYPERLINK l _Toc28873 1.3.9 配筋計(jì)算 PAGEREF _Toc28873 7 HYPERLINK l _Toc19465 1.3.10 根底配筋大樣圖 PAGEREF _Toc19465 9 HYPERLINK l _Toc22523 1.3.11 確定 EQ oac(,A) EQ oac(,C)兩軸柱子根底底面尺寸 PAGERE

5、F _Toc22523 9 HYPERLINK l _Toc25669 EQ oac(,A) EQ oac(,C)兩軸持力層地基承載力驗(yàn)算 PAGEREF _Toc25669 10 HYPERLINK l _Toc21371 1.4設(shè)計(jì)圖紙 PAGEREF _Toc21371 10 HYPERLINK l _Toc7242 第2章 樁根底設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc7242 11 HYPERLINK l _Toc18041 2.1設(shè)計(jì)題目 PAGEREF _Toc18041 11 HYPERLINK l _Toc8775 2.2設(shè)計(jì)資料 PAGEREF _Toc8775 11 HYPERLI

6、NK l _Toc1853 2.2.1 地形 PAGEREF _Toc1853 11 HYPERLINK l _Toc6381 2.2.2工程地質(zhì)條件 PAGEREF _Toc6381 11 HYPERLINK l _Toc25874 2.2.3 巖土設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) PAGEREF _Toc25874 11 HYPERLINK l _Toc29751 2.2.4水文地質(zhì)條件 PAGEREF _Toc29751 12 HYPERLINK l _Toc18043 2.2.5上部構(gòu)造資料 PAGEREF _Toc18043 12 HYPERLINK l _Toc323 2.2.6 上部構(gòu)造作用 PAG

7、EREF _Toc323 12 HYPERLINK l _Toc27170 2.3 灌注樁基設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc27170 13 HYPERLINK l _Toc6671 2.3.1單樁承載力計(jì)算 PAGEREF _Toc6671 13 HYPERLINK l _Toc26653 2.3.2基樁豎向荷載承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算 PAGEREF _Toc26653 14 HYPERLINK l _Toc19488 2.3.3樁基驗(yàn)算 PAGEREF _Toc19488 14 HYPERLINK l _Toc16000 2.3.4承臺(tái)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc16000 15 HYPERLI

8、NK l _Toc12633 2.2.4.1 承臺(tái)力計(jì)算 PAGEREF _Toc12633 15 HYPERLINK l _Toc19282 2.3.4.2承臺(tái)厚度及受沖切承載力驗(yàn)算 PAGEREF _Toc19282 16 HYPERLINK l _Toc29836 2.3.4.3承臺(tái)受剪承載力計(jì)算 PAGEREF _Toc29836 17 HYPERLINK l _Toc26464 2.3.4.4承臺(tái)受彎承載力計(jì)算 PAGEREF _Toc26464 18 HYPERLINK l _Toc1929 2.3.5樁身構(gòu)造設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc1929 19 HYPERLINK l _

9、Toc12428 2.3.5.1樁身軸向承載力驗(yàn)算 PAGEREF _Toc12428 19 HYPERLINK l _Toc32443 2.3.5.2樁身水平承載力驗(yàn)算 PAGEREF _Toc32443 19 HYPERLINK l _Toc18296 2.3.5.3配筋長(zhǎng)度計(jì)算 PAGEREF _Toc18296 21 HYPERLINK l _Toc26256 2.3.6 估算 EQ oac(,A) EQ oac(,C)軸線柱下樁數(shù) PAGEREF _Toc26256 21 HYPERLINK l _Toc9164 2.3.6.1 樁數(shù)估算 PAGEREF _Toc9164 21 HY

10、PERLINK l _Toc18752 2.3.6.2 承臺(tái)平面尺寸確定 PAGEREF _Toc18752 22 HYPERLINK l _Toc31586 2.4 設(shè)計(jì)圖紙 PAGEREF _Toc31586 23 HYPERLINK l _Toc4014 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc4014 24-. z.-. z.柱下獨(dú)立根底設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)題目取柱下獨(dú)立根底課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中1題號(hào) EQ oac(,B)軸荷載，做柱下獨(dú)立根底的設(shè)計(jì)。1.2設(shè)計(jì)資料1.2.1 地形擬建建筑場(chǎng)地平整1.2.2工程地質(zhì)條件 自上而下土層依次如下：號(hào)土層：雜填土，層厚約0.6m，含局部建筑垃圾。號(hào)土層：粉

11、質(zhì)粘土，層厚1.0m，軟塑，潮濕，承載力特征值。號(hào)土層：黏土，層厚1.4m，可塑，稍濕，承載力特征值。號(hào)土層：細(xì)砂，層厚2.5m，中密，承載力特征值。號(hào)土層：強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，厚度未揭露，承載力特征值。1.2.3根底設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)地基巖土物理力學(xué)參數(shù)如表1.1所示。1.2.4水文地質(zhì)條件 1擬建場(chǎng)區(qū)地下水對(duì)混凝土構(gòu)造無侵蝕性。 2地下水位深度：位于地標(biāo)下2.0m。表1-1：地基巖土物理力學(xué)參數(shù)土層編號(hào) 土 的 名 稱重度孔隙比e液性指數(shù)黏聚力ckPa摩擦角。 壓縮 模量MPa標(biāo)準(zhǔn)貫入 錘擊數(shù)N承載力特征值 kPa = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 雜填土18 = 2 * GB3 *

12、MERGEFORMAT 粉質(zhì)粘土200.650.8434137.56130 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 黏土19.40.580.7825238.211180 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 細(xì)砂210.623011.616240 = 5 * GB3 * MERGEFORMAT 強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2218223001.2.5 上部構(gòu)造資料擬建建筑物為多層全現(xiàn)澆框架構(gòu)造，框架柱截面尺寸為。室外地坪標(biāo)高同自然地面，室外高差。柱網(wǎng)布置如圖1.1所示。圖1.1 柱網(wǎng)平面圖1.2.6 上部構(gòu)造作用本設(shè)計(jì)取 1號(hào)題 EQ oac(,B)軸柱底荷載： 1.柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值

13、:，。2.柱底荷載效應(yīng)根本組合值:，。持力層選用 EQ oac(,4)號(hào)土層，承載力特征值 1.3 柱下獨(dú)立根底設(shè)計(jì)1.3.1 選擇根底材料根底采用混凝土，鋼筋采用，預(yù)估根底高度。1.3.2 選擇根底埋置深度根據(jù)柱下獨(dú)立根底課程設(shè)計(jì)任務(wù)書要求和工程地質(zhì)資料選取。本設(shè)計(jì)取 EQ oac(,4)號(hào)土層為持力層，根底地面高取至持力層下。所以考慮取室外地坪到根底底面為 REF _Ref6444 h REF _Ref6444 h REF _Ref6444 h REF _Ref6444 h REF _Ref6444 h REF _Ref6444 h 。由此得根底剖面示意圖如下：VKMKFK 圖1-2：根底

14、剖面示意圖1.3.3 求地基承載力特征值根據(jù)細(xì)沙土，查表1-1得 ，。基底以上土的加權(quán)平均重度。持力層承載力特征值先不考慮對(duì)根底寬度修正 上式按室外地面算起1.3.4 初步選擇基底尺寸取柱底荷載標(biāo)準(zhǔn)值：，.計(jì)算根底和回填土重時(shí)的根底埋深：根底底面積：由于偏心不大，根底底面積按20增大，即： 初步選定根底底面面積，且不需要再對(duì)進(jìn)展修正。1.3.5 驗(yàn)算持力層地基承載力回填土和根底重為： 偏心距為： ，滿足要求?；鬃畲髩毫Γ?所以，最后確定根底底面面積長(zhǎng)，寬。1.3.6 計(jì)算基底凈反力取柱底荷載效應(yīng)根本組合設(shè)計(jì)。凈偏心距為： 根底邊緣處的最大和最小凈反力：1.3.7根底高度采用階梯形根底柱邊根底

15、截面抗沖切驗(yàn)算見圖1-3圖1-3 沖切驗(yàn)算簡(jiǎn)圖 柱下沖切 變階處沖切， 初步選定根底高度，分兩個(gè)臺(tái)階，每階高度均為400。 有墊層，則，取因偏心受壓，取沖切力：=抗沖切力：滿足要求1.3.8 變階處抗沖切驗(yàn)算如圖1-3，取，因此，可得沖切力：=抗沖切力：=，滿足要求。1.3.9 配筋計(jì)算 選用的HPB235 級(jí)鋼筋， 1根底長(zhǎng)邊方向如圖1-4和1-5所示， 圖1-4 配筋截面圖圖1-5 偏心受壓基底受力分布圖 -截面柱邊，柱邊凈反力： 懸臂局部?jī)舴戳ζ骄担?彎矩： 對(duì)于- 截面變階處，有比擬和，應(yīng)按配筋，實(shí)際配則鋼筋根數(shù)：，根底短邊方向。因?yàn)樵摳资軉雾?xiàng)偏心荷載作用，所以，在根底短邊方向的基

16、底反力可按均勻分布計(jì)算，取 對(duì)于-截面柱邊- 截面變階處比擬和，應(yīng)按配筋，實(shí)際配。則鋼筋根數(shù)：，滿足要求。1.3.10 根底配筋大樣圖 根底配筋大樣圖如圖1-6所示。-. z.1.3.11 確定 EQ oac(,A) EQ oac(,C)兩軸柱子根底底面尺寸 由柱下獨(dú)立根底課程設(shè)計(jì)任務(wù)書得， EQ oac(,1)號(hào)題 EQ oac(,A) EQ oac(,C)兩柱子基底荷載分別如下： EQ oac(,A)軸： EQ oac(,C)軸：由前面計(jì)算得持力層承載力特征值 圖1-6：根底配筋大樣圖計(jì)算根底和回填土重時(shí)的根底埋深 EQ oac(,A)軸根底底面積為由于偏心不大，根底底面積按20增大，即：

17、 初步選定根底底面面積，且不需要再對(duì)進(jìn)展修正。 EQ oac(,C)軸根底底面積為由于偏心不大，根底底面積按20增大，即： 初步選定根底底面面積，且不需要再對(duì)進(jìn)展修正。 EQ oac(,A) EQ oac(,C)兩軸持力層地基承載力驗(yàn)算 EQ oac(,A)軸持力層地基承載力驗(yàn)算回填土和根底重為： 偏心距為： ，滿足要求?；鬃畲髩毫Γ?所以，最后確定根底底面面積長(zhǎng)，寬。 EQ oac(,C)軸持力層地基承載力驗(yàn)算回填土和根底重為： 偏心距為： ，滿足要求。基底最大壓力： 所以，最后確定根底底面面積長(zhǎng)，寬。1.4設(shè)計(jì)圖紙 根據(jù)以上計(jì)算，繪制出根底平面布置圖和 EQ oac(,B)軸柱子根底大樣

18、圖，見柱下獨(dú)立根底施工圖。-. z.樁根底設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)題目取課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中1題號(hào) EQ oac(,B)軸荷載，進(jìn)展灌注樁基設(shè)計(jì)。2.2設(shè)計(jì)資料2.2.1 地形擬建筑場(chǎng)地地勢(shì)平坦，局部堆有建筑垃圾2.2.2工程地質(zhì)條件自上而下土層依次如下：號(hào)土層：素填土，層厚1.4m，稍濕，松散，承載力特征值號(hào)土層：淤泥質(zhì)土，層厚3.5m，流塑，承載力特征值號(hào)土層：粉砂，層厚6.4m，稍密，承載力特征值號(hào)土層：粉質(zhì)黏土，層厚4.0m，濕，可塑，承載力特征值號(hào)土層：粉砂層，鉆孔未穿孔，中密-密實(shí)，承載力特征值2.2.3 巖土設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)地基巖土物理力學(xué)參數(shù)如表2-1和表2-2所示。表2-1 地基巖土物理參數(shù)

19、土層編號(hào)土的名稱孔隙比e含水率W液性指數(shù) L標(biāo)注灌入錘擊數(shù)次 壓縮模量 MPa素填土5淤泥質(zhì)土1.0462.41.083.8表2-1續(xù)土層編號(hào)土的名稱孔隙比e含水率W液性指數(shù) L標(biāo)注灌入錘擊數(shù)次 壓縮模量 MPa粉砂0.8127.6147.5粉質(zhì)粘土0.7931.20.749.2粉砂層0.583116.8表2-2 樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值 單位：土層編號(hào)土的名稱樁的側(cè)阻力樁的端阻力素填土22淤泥質(zhì)土28粉砂45粉質(zhì)粘土60900粉砂層7524002.2.4水文地質(zhì)條件1擬建場(chǎng)區(qū)地下水對(duì)混凝土構(gòu)造無腐蝕性。2地下水位深度：位于地表下3.0m。2.2.5上部構(gòu)造資料擬建建筑物為六層鋼

20、筋混凝土框架構(gòu)造，長(zhǎng)30m，寬9.6m。室外地坪標(biāo)高同自然地面，室外高差450mm。柱截面尺寸均為400mm400mm，橫向承重，柱網(wǎng)布置如圖2-1所示。2.2.6 上部構(gòu)造作用本設(shè)計(jì)取 1號(hào)題 EQ oac(,B)軸柱底荷載： 1.柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值:，。2.柱底荷載效應(yīng)根本組合值:，。持力層選用 EQ oac(,5)號(hào)土層粉砂層為持力層圖2-1：柱網(wǎng)布置圖2.3灌注樁基設(shè)計(jì) 建筑物根底設(shè)計(jì)方案采用混凝土沉管灌注樁。具體設(shè)計(jì)方案如下：室外地坪標(biāo)高為-0.45m，自然地坪標(biāo)高同室外地坪標(biāo)高。由建筑樁基設(shè)計(jì)規(guī)場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的7層或7層以下的一般建筑之設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)可知該建筑

21、樁基應(yīng)按丙級(jí)設(shè)計(jì)，不再進(jìn)展沉降計(jì)算，擬采用直徑為400mm的混凝土沉管灌注樁。 選用第五層土粉砂層為持力層，由建筑樁基設(shè)計(jì)規(guī)可知，樁尖深入持力層的長(zhǎng)度不宜小于1.51.5d=0.600m，這里取0.6m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)14.8m，預(yù)制樁尖長(zhǎng)0.5m,初步設(shè)計(jì)承臺(tái)高0.90m，承臺(tái)底面埋置深度-1.50m，樁頂伸入承臺(tái)50mm。2.3.1單樁承載力計(jì)算 根據(jù)以上設(shè)計(jì)，樁頂標(biāo)高 -1.5m，樁底標(biāo)高為 -16.3m,樁長(zhǎng)為14.8m。 單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：2.3.2基樁豎向荷載承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算承臺(tái)底部地基土較為松軟的填土，壓縮性大，因此不需考慮承臺(tái)土效應(yīng)，即 根據(jù)上部荷載初步估計(jì)樁數(shù)為： 則初

22、步設(shè)計(jì)樁數(shù)為4根。布置圖如圖2-2所示。 圖2-2 承臺(tái)平面布置圖2.3.3樁基驗(yàn)算根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)JGJ 94-2008，當(dāng)按單樁承載力特征值進(jìn)展計(jì)算時(shí)，荷載應(yīng)取效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合值，由于裝機(jī)所處場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為7度，且場(chǎng)地?zé)o可液化砂土、粉土問題，因此可不進(jìn)展地震效應(yīng)的豎向承載力驗(yàn)算。根據(jù)初步設(shè)計(jì)樁數(shù)采用正方形承臺(tái)，樁間距為設(shè)計(jì)為1.4m，樁中心距承臺(tái)邊緣均400mm，則承臺(tái)初步設(shè)計(jì)為2.2m2.2m。 承臺(tái)及其上填土的總重為：計(jì)算時(shí)取荷載標(biāo)準(zhǔn)組合，則 滿足設(shè)計(jì)要求，故此次設(shè)計(jì)是合理的。2.3.4承臺(tái)設(shè)計(jì)根據(jù)以上樁基設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求，承臺(tái)尺寸為2.2m2.2m，初步設(shè)計(jì)承臺(tái)厚0.90m，承臺(tái)

23、混凝土選用C25，ft=1.27N/mm2,fc=11.9N/mm2；承臺(tái)鋼筋選用HRB335級(jí)，fy=300N/mm2。2.2.4.1 承臺(tái)力計(jì)算 承臺(tái)力計(jì)算荷載采用荷載效應(yīng)根本組合值，則基樁凈反設(shè)計(jì)值為：2.3.4.2承臺(tái)厚度及受沖切承載力驗(yàn)算承為防止承臺(tái)發(fā)生沖切破壞，承臺(tái)應(yīng)具有一定的厚度，初步設(shè)計(jì)承臺(tái)厚0.90m，保護(hù)層厚度50mm，則h0=900-50=850mm。由于基樁為圓形樁。計(jì)算時(shí)應(yīng)將截面換算成方樁，則換算方樁截，見圖2-3。1)柱對(duì)承臺(tái)沖切 由建筑樁基設(shè)計(jì)規(guī)JGJ94-2008承臺(tái)受樁沖切的承載力應(yīng)滿足： 柱邊至最近樁邊水平距離：圖2-3 承臺(tái)計(jì)算簡(jiǎn)圖 沖垮比： 在0.251

24、.0之間 沖切系數(shù)：故厚度為0.90的承臺(tái)能夠滿足柱對(duì)承臺(tái)的沖切要求(2)角樁沖切的驗(yàn)算 承臺(tái)受角樁沖切的承載力應(yīng)滿足：由于,角樁側(cè)邊緣至承臺(tái)外邊緣距離：柱邊與樁邊緣連線水平距離：，角樁沖垮比：在0.251.0之間 角樁沖切系數(shù)： 則有:故厚度為0.90m的承臺(tái)能夠滿足角樁對(duì)承臺(tái)的沖切要求2.3.4.3承臺(tái)受剪承載力計(jì)算承臺(tái)剪切破壞發(fā)生在柱邊與樁邊連線所形成的斜截面處， 計(jì)算截面剪跨比： (在0.25-3.0之間) 受剪面承載力截面高度影響系數(shù)： 剪切系數(shù)： 故滿足抗剪切要求2.3.4.4承臺(tái)受彎承載力計(jì)算承臺(tái)計(jì)算截面彎矩如下對(duì)于截面，取基樁凈反力最大值因此，承臺(tái)方向選用14100，則鋼筋根數(shù)

25、為實(shí)際鋼筋滿足要求對(duì)于-截面，取基樁凈反力平均值進(jìn)展計(jì)算此時(shí)因此，承臺(tái)-邊方向選用14110，則鋼筋根數(shù)為實(shí)配鋼筋滿足要求。2.3.5樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)沉管灌注樁基選用C25混凝土，預(yù)制樁尖選用C30混凝土，鋼筋選用HPB235級(jí)。2.3.5.1樁身軸向承載力驗(yàn)算根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)，樁頂軸向壓力應(yīng)符合以下規(guī)定 計(jì)算樁身軸心抗壓強(qiáng)度時(shí)，一般不考慮壓屈影響，故取穩(wěn)定系： 基樁施工工藝系數(shù)： C25混凝土: 則 故樁身軸向承載力滿足要求。2.3.5.2樁身水平承載力驗(yàn)算由設(shè)計(jì)資料得柱底傳至承臺(tái)頂面的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，則每根基樁承受水平荷載為樁身按構(gòu)造要求配筋，由于受水平荷載影響，則樁身配612縱向鋼筋，

26、As=678.6mm2 樁身配筋率為： 滿足0.2%-0.65%之間的要求 由于0.57%0.65%,則單樁水平承載力特征值計(jì)算公式：樁身為圓形截面，故 根據(jù)灌注樁樁周主要土層的類別，取樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù) m=25MN/m4 圓形樁樁身的計(jì)算寬度為:對(duì)于C25級(jí)混凝土: 對(duì)于HPB235級(jí)鋼筋: 扣除保護(hù)層后的樁直徑為則 樁頂最大彎矩系數(shù)vM取值：由于樁的入土深度h=15.0m，樁與承臺(tái)為固接，故而取則Nk取荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下樁頂?shù)淖钚∝Q向力用該值計(jì)算所得單樁水平承載力特征值最小，則故樁身水平承載力滿足要求。2.3.5.3配筋長(zhǎng)度計(jì)算由于側(cè)阻力起主要作用，基樁為端承摩擦型樁，配筋長(zhǎng)度應(yīng)不小于樁長(zhǎng)的2/3即，同時(shí)不宜小于，則配筋長(zhǎng)度取10m。鋼筋錨入承臺(tái)35倍主筋直徑，即3512=420mm 箍筋配置：采用6